Question

20．如图是质谱仪的工作原理示意图．现有一束几种不同的正离子，经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强电场E和匀强磁场B₁），离子束保持原运动方向未发生偏转．接着进入另一匀强磁场B₂，发现这些离子分成几束．最后打到极板s上，由此可得结论（　　）

• A． 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
• B． 这些离子在B₂中的运动时间相同
• C． 这些离子的电量一定不相同
• D． 这些离子的比荷一定不相同

Answer 1

分析 粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据带电粒子在磁场中的偏转方向判断电荷的电性．根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度．通过带电粒子在磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小．

解答 解：A、由粒子在B₀中的偏转知粒子带正电，则受电场力向右，则粒子在选择器中受水平向左的洛伦兹力，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故A正确；
B、在磁场B₂中做匀速圆周运动，由qvB₂=$\frac{m{v}^{2}}{R}$ 知，R=$\frac{m}{q}$•$\frac{v}{{B}_{2}}$，粒子是半径不同，一定是比荷不同，而运动的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，则它们的周期不同，这些离子在B₂中的运动时间即为周期的一半，也不相同，故B错误；
CD、由qvB₂=$\frac{m{v}^{2}}{R}$ 知，R=$\frac{m}{q}$•$\frac{v}{{B}_{2}}$，粒子是半径不同，一定是比荷不同，而电量可能相等．故C错误，D正确；
故选：AD．

点评 解决本题的关键知道粒子在速度选择器中做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动，理解粒子的比荷，掌握比荷与电量区别．